IX
Sinds het begin van de jaren negentig zijn in Nederland voor verschillende typen ecosystemen referentiegebie-den aangewezen voor onderzoek naar de effectiviteit van maatregelen (EGM) tegen verzuring en vermesting.
Het natuurgebied Groot-Zandbrink is een van de referentiegebieden voor natte schraallanden. Groot-Zand-brink ligt in de Gelderse Vallei. Het terrein bestaat uit een centraal gele-gen dekzandrug met daaromheen
drie lager gelegen blauwgraslandjes die aan het verzuren zijn (figuur 1). Rondom het terrein liggen sloten die de grens vormen met de omliggende, goed ontwaterde landbouwgron-den.
Sinds het eind van de jaren zeventig worden van de blauwgraslandjes regelmatig de grondwaterstand, de waterkwaliteit, de bodem en de vege-tatie in permanente kwradraten beke-ken.
In de winter- en voorjaarperioden ston-den in de jaren tachtig de graslandjes langdurig onder water door stagnatie van het zure regenwater op het maai-veld. Dat regenwater drukte als het ware de basenrijk kwel weg naar bene-den. In 1991 zijn daarom door de schraallandjes ondiepe greppels aange-legd. Op die manier wordt de zure neerslag afgevoerd en kan de basenrij-ke kwel weer tot in het maaiveld komen. Vanaf 1991 worden de
ontwik-In Groot-Zandbrink worden al ruim twintig jaar de ontwikkelingen in het grondwater, de bodem en de vegetatie gevolgd. Uit het onderzoek blijkt dat lokale begreppelingsmaatregelen weinig effectief zijn om verzuring terug te dringen en dat de werkelijke oplossing alleen via regionale maatregelen tot stand kan komen. Ook al lijkt de vegetatie stabiel, uit hydrologische en bodemkundige monitoring blijkt dat een halve eeuw ontwateringseffecten niet aan de bodem- en ecosysteemontwikkeling voor bij zijn gegaan. Het is de vraag of de effecten nog zijn terug te draaien.
T W I N T I G J A A R M O N I T O R I N G
V A N N AT T E S C H R A A L L A N D E N
R. Kemmers, P. Jansen & B. van Delft
Door in de schraallandjes ondiepe greppels aan te leggen wordt de zure neerslag afgevoerd en kan de basenrijke kwel weer tot in het maaiveld komen. Helaas blijken de greppels weinig effectief te zijn om verzuring terug te dringen. Foto: R. Kemmers.
X
kelingen in vegetatie, bodem en water in de schraallandjes systematisch gevolgd. Het doel is om in het kader van OBN na te gaan of deze maatregel effectief is in de strijd tegen verzuring en verdroging.
Effectiviteit van begreppeling
Uit het onderzoek blijkt dat de effectivi-teit van de maatregelen sterk afhanke-lijk is van het weer. Gedurende de eer-ste meetjaren eer-steeg het grondwater in natte perioden regelmatig tot boven het maaiveld en werd een deel van de neer-slag via de greppels afgevoerd. De samenstelling van bodem, grondwater en vegetatie toonden op verschillende plekken tekenen van een licht herstel naar minder zure omstandigheden. Maar de zeer droge periode van de zomer 1996 tot in het voorjaar 1997 deden de veranderingen weer teniet. In 1999 bleek dat de verzuring zich weer heeft doorgezet.
Dat lijkt vreemd: er is immers geen regenwater meer dat de kwel naar beneden wegdrukt. Een belangrijke achterliggende oorzaak is echter de grondwaterstandsdaling en de atmos-ferische depositie van zwavel die in de afgelopen decennia is opgetreden en waarvan de oorzaak buiten het natuurgebied moet worden ge-zocht.
Externe invloeden
Sinds de periode 1978 – 1981 zijn de diepste grondwaterstanden in het ter-rein gemiddeld met ruim 20 cm gedaald (figuur 2, duurlijnen). Dit is een gevolg van de diepe onwatering van de omge-ving, waardoor de kwel wordt wegge-trokken naar de omringende landbouw-sloten met een laag peil. Het wegvallen van de kwel komt tot uiting in de water-kwaliteit van de schraalgraslandjes. Op 20 cm diepte is de calciumconcentratie op meerdere plekken met een factor 3 afgenomen (figuur 3A). De meeste andere opgeloste stoffen blijken ook duidelijk in concentratie te zijn
terugge-lopen, wat duidt op een dieper door-dringen van regenwater in de bodem. Dit geldt niet voor de sulfaatconcentra-tie. We meten in drogere perioden een sterke toename en in natte perioden een sterke afname van de sulfaatcon-centratie (zie figuur 3B). Dat heeft alles te maken met pyriet in de bodem (zie kader blz. 125). Dit is een stof die is gevormd in de voorbije decennia toen er een hoge atmosferische depositie van sulfaat aanwezig was. In de droge gebieden van Nederland, de hoge zand-gronden, is dit sulfaat door het regen-water de diepe ondergrond ingespoeld. In de nattere gebieden, zoals de gras-landen van Groot-Zandbrink kan het sul-faat niet wegspoelen maar werd het omgezet tot pyriet. Het probleem nu is dat tijdens droge perioden het pyriet weer wordt omgezet in sulfaat, waarbij de bodem zuur wordt. De bodem blijkt dus ondanks de begreppeling toch te verzuren tijdens dit soort droge perio-den.
Hydrologie, chemie en dan pas de vegetatie
Naast de waterkwaliteit is ook de bodemkwaliteit een belangrijke indica-tor voor aanwezigheid van kwel. Als de bodem in contact komt met kwelwater met veel opgelost calcium, dan wordt de watersamenstelling weerspiegeld door een hoge calciumverzadiging (80 tot 90%) van het adsorptiecomplex van de bodem. Een dergelijke bodem is goed gebufferd tegen verzuring. De
Figuur 2. Veranderingen van grondwaterstandsduurlijnen over een periode van 20 jaar in het ZW-(12) en het ZO-(10).
XI
geconstateerde vervanging van grond-water door regengrond-water komt in de bodem tot uiting door een gestaag dalende calciumverzadiging van de bovengrond (figuur 4). Bij toenemende infiltratie van regenwater wordt het cal-cium als het ware uitgewassen. Aan-vankelijk komt dit nog niet tot uiting in de zuurgraad, die is immers gebufferd. In het zuidoostelijke perceel van Groot Zandbrink is de Ca-verzadiging echter tot onder een kritisch niveau van 30% gedaald. Onder dit niveau daalt de bodemzuurgraad snel en wordt ook de activiteit van de bodefauna snel minder. Hierdoor wordt het organisch (wor-tel)materiaal niet goed meer omgezet (zie ook het kader). Als gevolg daarvan is accumulatie opgetreden van slecht afgebroken wortelmateriaal. Doordat de omzetting stagneert, wordt de mine-ralisatie van organische stof geremd waardoor nutriënten in het
(wortel)-strooisel opgeslagen blijven liggen (foto A en B). De standplaats wordt niet alleen zuurder maar ook voedselarmer. De vegetatie heeft hier een sterk rudi-mentair en schraal karakter.
In het zuidwestelijke perceel is de calci-umverzadiging wel gedaald, maar nog niet tot onder het kritische niveau. Ook in de vegetatie komt de verzuring nog
niet duidelijk tot uiting. Vrijwel alle kriti-sche soorten komen nog met een rede-lijke bedekking voor (tabel 1). De ten-densen die zich in de abiotiek al wel duidelijk manifesteren uiten zich (nog) niet in de vegetatie. Wel is de vegetatie schraler geworden, maar de soortensa-menstelling is sinds 1978 nog nauwe-lijks veranderd.
Figuur 3. De waterkwaliteit in het ZW-schraallandje in de 90-er jaren. A) Sterke afna-me van de calciumconcenraties. B) Sterke fluctuaties in de sulfaatconcentratie. Foto A. Bij een intact systeem zorgt de bodemfauna voor de
afbraak van strooisel.
Foto B. Als de zuurgraad daalt en de activiteit van de bodem-fauna daardoor vermindert, wordt het organisch (wortel)mate-riaal niet goed meer omgezet en accumuleert het slecht afge-broken wortelmateriaal.
XII
Vegetatie als laatste in de effectketen
Uit het monitoringonderzoek in Groot-Zandbrink komt het beeld naar voren dat in de ingreep-effectketen de vegeta-tie als laatste reageert. Hydrologische veranderingen worden als eerste merk-baar, gevolgd door de bodem. De ver-anderingen in de bodem zijn vrij een-voudig aan veldkenmerken (wortelmat-ten) door de beheerder vast te stellen. Om vroegtijdig veranderingen te kun-nen signaleren is het dus verstandig niet alleen naar de vegetatie maar ook naar de bodem te kijken. Want als de vegetatie verandert, zijn de hydrologie Figuur 4. Het verloop van de Ca-verzadiging van de bodem in de periode 1980-2000 in
het zuidwestelijke en zuidoostelijke schraallandje.
Tabel 1. Voorkomen van een aantal soorten in Groot-Zandbrink voor en na herstelmaatregelen in de periode 1980-2000. r = zelden; oc = af en toe; fr = frequent; ab = overal
Zuid-west Voor Na maatregel
1980 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Valerina dioica oc oc oc oc oc oc oc oc oc oc Parnassia palustris oc r r r r r r r r r Schoenus nigricans r r r Eleocharis quinqueflora r Dactylus incarnata r r r Gymnadenia conopsea r Juncus alp.-articulatus r oc oc oc Carex flacca r oc oc oc oc oc oc oc oc Carex oederi oc r oc oc oc oc oc oc oc oc Carex pulicaris ab ab ab ab ab ab ab fr fr fr Carex hostiana ab ab ab ab ab ab ab ab ab ab Cirsium dissectum oc ab ab ab ab ab ab ab ab ab Carex panicea fr ab ab ab ab ab ab ab ab ab Dactylorchis maculata fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr Gentiana pneumonanthe r r r r r r r Succissa pratensis oc oc fr fr fr fr fr fr fr fr Potentilla palustris r r r r r Viola palustris r r r r r r r r Zuid-oost Carex pulicaris r r r r r r r Carex hostiana r r oc r r r r r r r Carex oederi r r Caex panicea oc oc fr fr fr fr fr fr oc oc Cirsium dissectum oc oc oc oc r oc oc oc r Juncus conglomeratus oc oc fr oc oc oc oc oc oc oc Succissa pratensis r r oc oc oc oc oc r r r Viola palustris oc fr fr fr fr fr fr fr fr fr Hydrocotyle vulgaris oc oc fr fr oc oc oc oc oc r Potentilla palustris r r r r r r r Ranunculus flammula r r r Erica tetralix fr fr ab fr fr fr fr fr fr fr Lythrum salicaria oc oc oc oc r oc oc r r r
XIII
en de bodemchemie al vaak zo ver aangetast, dat herstel heel moeilijk wordt.
Conclusie
Geconcludeerd kan worden dat door begreppeling het regenwater zal wor-den afgevoerd, maar de verzuring niet wordt gestopt. Juist ook omdat de zomergrondwaterstanden in de afgelo-pen 20 jaar verder zijn gedaald door een verlaging van de regionale draina-gebasis is een duurzaam herstel van de basentoestand slechts mogelijk door aanpassing van de regionale hydrolo-gie. Begreppeling om daarmee het zure regenwater af te voeren, zal dan vaak geen oplossing meer zijn. Daarbij speelt de erfenis van een halve eeuw sulfaat-depositie ons parten: een terrein zal
voortdurend nat moeten zijn om geen last te krijgen van verzuring door pyrie-toxidatie . Regionale oplossingen liggen echter buiten de invloedsfeer van OBN-maatregelen. Zolang de hydrologie niet fundamenteel is hersteld zullen ook andere interne maatregelen zoals plag-gen in dit soort systemen slecht een kortdurend succes opleveren. De uit-spoeling en daaraan gekoppelde verzu-ring gaat immers gewoon door. R. Kemmers, P. Jansen en B. van Delft zijn werkzaam bij Alterra, Afdeling Bodem en Landgebruik. Email: r.h.kemmers@alterra.wag-ur.nl; p.c.jansen@alterra.wag-ur.nl; s.p.j.vandelft@alterra.wag-ur.nl. Uit recent onderzoek naar het mechanisme waarmee de basentoestand van de bodem wordt gereguleerd, blijkt dat er meerdere referentiegebieden zijn waar het herstel van de basentoestand van natte schralgraslanden achterblijft. De over-eenkomst tussen deze terreinen is dat in de bovengrond (0-10 cm-mv) zeer lage ijzergehalten voorkomen. Dit ijzer speelt echter een rol bij de buffering van de zuurgraad van de bodem. Onder droge omstandigheden komt ijzer voor in de vorm van ijzeroxiden. Onder natte omstandigheden worden deze oxiden geredu-ceerd, waarbij het ijzerion in oplossing komt en zuurionen verdwijnen (zuurcon-sumptie). De pH stijgt hierdoor en in aanwezigheid van calciumhoudend water stijgt de calciumverzadiging van de bodem. De bodem wordt hierdoor opgeladen met Ca-ionen waardoor de zuurbuffercapaciteit wordt verhoogd. Echter in een situatie met wegzijging kan het gereduceerde ijzer gemakkelijk uitspoelen, waar-door de bovengrond ontijzerd kan raken. Dit lijkt het geval te zijn in een aantal van de onderzochte referentiegebieden. Als gevolg van deze ontijzering kunnen deze bodems onder natte omstandigheden geen hoge basenverzadiging meer opbouwen, waardoor ze onomkeerbaar verzuren.
Niettemin blijkt in sommige gevallen dat de pH toch hoog blijft, ondanks de aan-wezigheid van ijzer. Waarschijnlijk komt dat door de vorming van pyriet, een zwa-velhoudende stof, die onder zuurstofloze omstandigheden wordt gevormd door sulfaat- en ijzerreductie. Hierdoor lijkt in een aantal van onze schraalgraslanden, dankzij atmosferische depositie, sprake van een ’kunstmatig’ hoge pH, die zich uit in een hoge calciumverzadiging. In droge perioden zal dit pyriet echter weer oxi-deren, waardoor de bodem weer verzuurt. Het gevolg is dat in de schraalgraslan-den sterke fluctuaties in zuurgraad optreschraalgraslan-den. Er is dus vooral sprake van verzu-ring in zomerperioden waarbij via een ingewikkeld proces aluminiumconcentra-ties in het bodemvocht sterk toenemenen kunnen leiden tot toxische niveaus voor bodemorganismen of hogere planten. Door de verminderde biologische activiteit stagneren afbraak en omzettingsprocessen in de bodem met als gevolg accumulatie van slecht afgebroken strooisel. Het lijkt er op dat dit tot fundamen-tele veranderingen in bodem- en ecosysteemvormende processen kan leiden. De vraag is of deze veranderingen omkeerbaar zijn. Monitoring van niet alleen de vegetatie maar juist ook de bodem in de OBN-referentiegebieden zal ons dit moe-ten leren.
Consequenties Habitat- en Vogelrichtlijn
De cursus is primair bestemd voor medewerkers van de afdelingen ruimte-lijke ordening, milieu, natuur en land-schap bij gemeenten en provincies, die op de een of andere manier restricties ondervinden ten gevolge van de natuur-beschermingswetgeving (nationaal en internationaal). Daarnaast is de cursus interessant voor medewerkers van waterschappen, rijksdiensten, natuur-en landschapsorganisaties natuur-en adviesbu-reaus.
In de cursus komen onder andere de volgende onderwerpen uitvoerig aan bod:
● Nederlands natuurbeschermingsbe-leid: de relevante beleidsstukken. ● Internationale richtlijnen en
verdra-gen: Vogelrichtlijn, Habitatrichtlijn, Wetlandsverdrag.
● Nederlandse wetgeving: Natuur-beschermingswet, Flora- en faunawet (soortenbescherming), WRO, Wet milieubeheer.
● Uitwerking artikel 6 Habitat-richtlijn (o.a. invulling compensatie). ● Soortenbescherming in de
Habitatrichtlijn (incl. jurisprudentie). De cursus vindt plaats in Utrecht op 18 en 25 september 2001 en kost ƒ 2095. Meer informatie bij GEOPLAN tel.: 020 671 61 21 of email geoplan@geoplan.nl
